LED 壽命指標的規定
對于傳統燈具而言,燈具的"額定平均壽命"是指燈具停止發光的時間點。設計良好的 LED 產品,一般來說其額定壽命較長,
在整個生命周期內,與傳統技術的燈具相比,光輸出衰退更多,因此,我們需要一種新的壽命確定方法。不管哪種類型的燈
具,其壽命都是給定設計下的性能的統計測量。對 LED 產品而言,一般光輸出降到初始光輸出70%時的操作時間,稱為有
效壽命。目前,大功率白光 LED 流明維持率為70%時的估計壽命為30000h(假定在350mA恒定電流下工作,并且保持結
溫不超過90℃)。 LED 壽命在不斷提高,允許更大的驅動電流和更高的工作溫度。如今,額定電流為1000mA、結溫達120C
的白光 LED 已經出現,壽命可達50000h。
1.歐盟 ErP 指令
根據歐盟2009/244/EC《關于執行非定向家用燈生態設計要求的 EUP 指令》,涉及非定向家用燈可靠性和壽命的技術指標
有:6000h的殘存率、2000h的照度維護率、損壞之前的開關周期數(燈的一半壽命)、過早損壞率(200h//400h)等。
在 GB / T 24908-2010中,普通照明用自鎮流 LED 燈的可靠性和壽命技術指標有:燈在燃點3000h時光通維持率不應低于
92%,在燃點6000h時光通維持率不應低于88%,在燃點至70%額定壽命時光通維持率不應低于70%;模塊平均壽命不低
于25000h;開關次數不低于15000次。對一些新型、長壽命
LED 燈來說,有的壽命更是長達50000~60000h。這些高可靠性、長壽命的技術指標要求確保了 LED 燈具既經濟又節能。
按照標準要求,確定這些可靠性和壽命指標的試驗往往需要花費數月時間,甚至長達數年。若要等全部試驗完成后才上市,則無法及時搶占市場先機:若不等試驗完成即上市,則大批量生產后可能無法改進,或改進成本急劇上升。據統計,一個產品在設計階段改進缺陷的費用為35美元,到采購階段前改進需要177美元,到生產階段前改進需要368美元,到發貨前改進要17000美元,而在用戶現場改進則需要690000美元。由此可見,發現缺陷和實施改進越早,花費的費用越少。從產品全壽命周期的費用來看,及早發現和改進設計缺陷尤為重要。
LED 具有長壽命的特點,光衰特性往往又是 LED 產品應用的重要評價指標之一。但是實際壽命測試所需時間太長,因此需要一種加速老化進行壽命測試的方法,目前主要的加速手段包括電壓加速老化、電流加速老化、溫度加速老化等,但尚無法確定統一的測試規律。
2.北美照明學會
北美照明學會推薦的 LED 器件壽命評估方法為《 IES LM -80-08測量 LED 光源光通維持率的批準方法》標準。美國能源
部申明 LM -80標準不涉及燈具的測量,也不是評估燈具壽命的方法, IES TM -21是正在制定的 LED 壽命評估方法。然而,燈具制造商沒有其他信息獲知 LED 燈具的運行情況,以更好地理解和預測 LED 燈具的壽命。這樣,光通維持率數據
成為燈具壽命的大致評估數據。顯然,這不是 LM -80的目的,也并不是燈具壽命的準確評估結果]。
目前此項標準要由第三方來進行測試,通過3種不同環境溫度(55℃、85℃及制造商選擇的溫度點)下的6000h測試來得
出結果,企業和機構必須對這個評估測試有了解。此類計算方式可以做內部模擬和推
導,對企業和機構是大有益處的。 LED 的結溫應當控制在100℃以下,若能控制在85℃以下, LED 器件壽命可以達到30000~40000h,若能控制在75℃以下, LED 器件的壽命可以超過50000h。
LM -80對試驗溫濕度的要求是:在進行光度測量時, LED 光源要工作在3個基座溫度中的最小溫度下,使用相同的驅動電流。3個基座溫度應是:55℃、85℃以及制造商選擇的溫度。由制造商選擇的基座溫度和驅動電流應代表顧客應用場所對它們的預期,并應在推薦的工作溫度范圍內。在壽命試驗中基座溫度的波動應控制在土2℃范圍內,試驗周圍環境空氣溫度的波動應保持在15℃范圍內。整個壽命試驗期間相對濕度應小于65%。對光通維持試驗時間和間隔的要求是:在規定的環境溫度下至少工作6000h,每1000h至少采集一次數據,為改進預期的模型最好工作10000 h 。
出口到美國的燈具一般都需要出具 LM -80報告,除了 LM -80測試外,可靠性測試還包含高溫高濕測試、多電流測試和高低溫循環測試。
3.美國能源之星
根據美國能源部( DOE )關于固態照明產品( SSL )能源之星的壽命閥值要求,如果6000h最小光通維持率為91.8%,則最大聲稱壽命L70=25000h;如果6000h最小光通維持率為94.1%,則最大聲稱壽命L70=35000h。能源之星所公布的數據同樣適用于其他功率 LED 。在3000h的工作壽命試驗中,假如光衰在4%以內,保留7%光通維持率的壽命大于35000h沒問題,如果要達到50000h,則3000h的光衰還應更低。產品的性能應以科學研究和實驗數據為準。
L70是美國能源之星所要求的規格,被認為是時間足夠長(例如5000h相當于5.5年)、費時和昂貴的試驗。 LED 應用場所各有不同,對系統可靠性的要求必然不同,如在室外風雨環境下或者工廠的震動
等惡劣環下使用 LED 照明,對系統可靠性的要求就與在酒店之內應用的 LED 的要求不一樣,前者對 LED 的光通衰減影響很大,所以 LED 照明產品的壽命長短在很大程度上取決于使用條件對 LED 系統不同的可靠性要求。按美國能源之星的規定,室外要做到35000h,室內要做到25000h。
4.中國質量認證中心
中國質量認證中心在 LED 節能認證規范中規定: LED 燃點3000h,光通維持率應不低96%,點燃6000h光通維持率應不低于92%,點燃10000h光通維持率不低于86%。http://www.hnsnh.cn/